[发明专利]从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及盐酸酸洗废液的回收方法及装置，特别涉及一种从钢帘线生产用盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法及装置。

背景技术

目前，冶金和金属加工行业为改善钢材表面结构或对表面进行加工处理，常利用强酸（盐酸或硫酸）的腐蚀作用对钢材表面进行化学清洗，以去除钢材表面的氧化锈蚀物，而当清洗进行到一定程度时，洗液中浓度降低，造成酸洗速率减慢，必须换新酸以维持合适的酸洗速度。酸洗中产生的废液外排形成含有高浓度金属离子及余酸的废液，其排放量正随着钢材产量的提高而增加。所述废液由于有严重的腐蚀性，已被各国作为危险废物进行管理，如美国将其列入《资源保护与再生法案》，我国将PH≤2的废酸列入《国家危险废物名录》。钢材酸洗工序每年都有大量酸洗废液排放，一般的中小型企业没有安装废液处理装置，加之对废液的治理费用较高，往往将其直接排入江河湖海之中。该类废液的直接排放不仅严重污染了环境造成水源污染，而且造成极大的浪费。酸洗废液是国内产量较大的危险废物之一，其污染危害是相当的明显。

钢铁企业在化学清除钢材表面氧化铁皮时通常采用盐酸和硫酸，盐酸酸洗与硫酸酸洗相比，因其作用机理不同，盐酸酸洗比硫酸酸洗速度快，钢材表面质量好，因此许多帘线厂都选用盐酸进行酸洗。在盐酸酸洗废液中一般含游离盐酸5-8wt%，含铁100-140g/L。如直接排放将对环境造成严重污染。

目前，盐酸酸洗废液主要由氯化氢、水和氯化亚铁三种物质组成，传统的处理或回收方法主要有：

（1）中和沉淀法，即采用碱或石灰中和废液中的酸，并与铁离子沉淀生成铁泥，再对铁泥进行填埋处置。

（2）蒸发法，即利用3种物质在不同温度下的物理特性,如在沸腾温度下,水能沸腾而形成蒸汽,此时HCl已挥发成气体,而残留的氯化亚铁还远未到熔点,仍留在被浓缩的母液中,并随着浓度的提高而结晶析出，从而达到酸、盐分离的目的。

（3）膜渗析法，即利用扩散渗析膜的选择性，采用纯水渗析出酸液，采用碱或石灰中和铁离子，生成铁泥再进行填埋处置。

（4）离子交换法，即利用树脂对酸的吸收特性,在清洁含亚铁盐酸流经树脂床的过程中,排出的含有Fe2+和其他离子，然后借助树脂吸收强酸的可逆反应(即酸能较快地从带有水的树脂中被放出),用纯水反冲树脂床使HCl分子被交换出,并形成纯净盐酸液体进入回收系统。

（5）直接焙烧法，即将废酸在高温条件下氧化水解亚铁盐,并将水蒸发,得到氧化铁和再生酸,是最彻底的处理方法。依加热形式不同又派生出喷雾焙烧法(Ruthner法等)和硫化床焙烧法。

传统处理方法能源、资源消耗大或污泥产生多，综合处置成本高。

发明内容

本发明的目的是针对传统处理方法能源、资源消耗大或污泥产生多，综合处置成本高的问题，提供一种不需要添加处理药剂，不产生污泥，能源充分循环利用的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法及装置。

实现本发明目的的技术方案是：一种从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法，该方法包括如下步骤：

（1）将盐酸酸洗废液进行初步过滤，去除大固体颗粒；

（2）将过滤后的废液进行加热，加热至HCL气体挥发，然后进行气体与液体的分离，同时在液体中加入含有氯化亚铁的液体，进行浓度增强；

（3）将分离出的液体进行结晶处理，结晶出氯化亚铁晶体；将分离出的含有HCL的气体利用蒸汽发生器进行冷凝，成为回收的盐酸，同时蒸汽发生器产生的蒸汽循环至步骤（2）中对废液进行加热；

本方法所述盐酸酸洗废液为钢帘线生产中用盐酸去除钢材表面的氧化锈蚀物的废酸。在盐酸酸洗废液中一般含游离盐酸5-8wt%，含铁100-140g/L。

上述的从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法，在所述步骤（1）之前增加对废液进行匀质、匀量的步骤，使得废水的水量和水质稳定。

实现上述从盐酸酸洗废液中回收氯化亚铁晶体和盐酸的方法的装置包括：过滤器，加热器，气液分离器，蒸汽发生器，蒸汽压缩机，结晶器，离心脱水机；所述过滤器的出口连接加热器的一个进口，所述加热器的出口连接气液分离器的一个进口，所述气液分离器的出口之一连接蒸汽发生器进口，气液分离器的另一个出口连接结晶器的进口，所述蒸汽发生器的蒸汽出口连接蒸汽压缩机的进口，蒸汽压缩机的出口连接加热器的另一个进口，所述结晶器的出口连接离心脱水机的进口，所述离心脱水机的液体出口连接气液分离器的另一个进口。